Aplicaciones de bombas de petróleo y gas

Problemas asociados a los métodos actuales de tratamiento de recortes de perforación

Uno de los problemas más caros y problemáticos de las operaciones de perforación es la manipulación, el tratamiento y la circulación del lodo de perforación, junto con la eliminación de los recortes de perforación no deseados. Los esquejes de perforación se depositan en el tanque de media ronda y generalmente se retiran con una excavadora que debe mover manualmente los recortes de perforación fuera del contenedor de basura o la caja de roll-off y hacia el camión. Las excavadoras suelen alquilarse para esta tarea y el coste del equipo puede oscilar entre 200 y 300 dólares al día. Si añadimos el coste de la mano de obra diurna y nocturna, el coste real de una sola excavadora puede ascender a 1.800 dólares al día.

Problemas de seguridad de las excavadoras. Una excavadora puede ser un problema de seguridad y la eliminación de esta unidad puede aumentar el perfil de seguridad junto con la reducción de costos.

Utilizando el método de excavadora explicado anteriormente, la descarga de 50 barriles de esquejes de perforación de la media ronda puede llevar hasta una o dos horas. Esta tarea la realizan sobre todo los técnicos de control de sólidos. El deber principal de los técnicos de control de sólidos es mantener el equipo de control de sólidos en buen estado de funcionamiento. Esto implica el mantenimiento de los equipos, la supervisión y el cambio de cribas, los ajustes de las centrifugadoras y las pruebas de retorta para preparar un resumen operativo diario del programa de control de sólidos.

El manejo de la excavadora aleja al técnico de estas tareas y puede provocar un rendimiento deficiente del equipo. Además, la excavadora puede ser objeto de abusos, ya que algunos técnicos de control de sólidos utilizan la cabina climatizada como zona de descanso o refugio de los elementos. Muchas veces, estos tipos son encontrados dormidos en el trabajo.

Una empresa de control de sólidos informó de que el tiempo de inactividad de la excavadora puede ser superior a 8 horas en un período de 24 horas, con 8 horas de funcionamiento y 8 horas de parada. El combustible y el tiempo perdido pueden suponer un lastre económico para las operaciones de las plataformas. Y, por último, se han producido varios accidentes en cada plataforma que pueden causar lesiones, pérdidas de producción y pérdidas de ingresos, ya que la excavadora debe ser reparada.

Otros métodos de eliminación de lodos y recortes de perforación

Actualmente, la mayoría de las plataformas de perforación terrestres eliminan el lodo de perforación cargando mecánicamente el lodo de perforación usado en camiones mediante una excavadora o contratando camiones de vacío para que vengan a transportar el lodo. Otro método de eliminación consiste en cargar mecánicamente el lodo de perforación en balsas revestidas de polietileno hasta alcanzar un umbral, antes de ser transportado en camión para su eliminación permanente. Ambas opciones son caras y requieren mucha mano de obra. Las bombas convencionales no pueden mover el lodo de perforación debido a su alta viscosidad, de hasta 1.000 cp, y a su gravedad específica, de hasta 1,9. Esto, junto con los grandes recortes ocasionales causan una pesadilla para las bombas centrífugas. La mayoría de las bombas ni siquiera pueden mover el material, y las que sí pueden tienen sus impulsores y volutas masticados por la naturaleza abrasiva del lodo de perforación, lo que acorta enormemente la vida útil de la bomba, lo que conduce a frecuentes y costosas reparaciones de la bomba junto con tiempos de inactividad no programados.

Las plataformas de perforación en alta mar siguen un proceso similar en el que el lodo se carga en bidones vacíos y se mantiene en la plataforma petrolífera. Cuando se alcanza un determinado número de bidones llenos, éstos se cargan en barcazas o buques que llevan el lodo de perforación a la costa para descargarlo y eliminarlo.

Tipos de fluidos de perforación

Los fluidos de perforación, también conocidos como lodos de perforación, presentan distintos niveles de abrasividad y alta viscosidad. Los tres tipos principales de fluidos de perforación son:

• Mezclas a base de agua: el lodo con menos posibilidades de recuperación y reciclado
• Fluidos de perforación sintéticos: una avanzada mezcla de aceites altamente reciclados que se utiliza principalmente en operaciones de perforación y dragado en alta mar.
• Lodos a base de aceite: una mezcla estándar de petróleo con abundante arcilla y minerales en forma de barita, lignito y cal.

Dado que los lodos de perforación a base de aceite y sintéticos presentan una mayor lubricidad incluso a altas temperaturas y niveles de viscosidad, suelen elegirse para procedimientos de dragado y perforación con altos niveles de recortes de perforación.

Los sistemas de limpieza de lodos, como las bombas agitadoras de lodos y las bombas de lodo de bentonita, mueven el material por cribas y a través de secadores y centrifugadoras para recuperar incluso los trozos más finos de piedra y limo. Sin embargo, los operarios de la bomba deben llevar el lodo bruto a la zona de tratamiento de recortes de perforación con una bomba principal eléctrica. Las bombas de lodos diseñadas en torno a la potencia de una corriente de Foucault ofrecen el mejor rendimiento para transferir los recortes a través de un sistema de tratamiento.

Las soluciones: Tratamiento y transporte de cortes de perforación utilizando bombas EDDY

Las operaciones de perforación de yacimientos petrolíferos producen un enorme volumen de recortes de perforación que es necesario retirar y gestionar. En la mayoría de los casos, los responsables de la obra también tienen que separar los recortes de los fluidos de perforación para poder reutilizarlos. El almacenamiento de los recortes proporciona una fuente gratuita de material de relleno estable para los pozos terminados, mientras que otras empresas optan por enviarlos a vertederos especializados. Independientemente del destino o uso final de los recortes, las operaciones de perforación y dragado deben contar con las bombas de lodos con alto contenido en sólidos adecuadas para moverlos para su transporte, almacenamiento o procesamiento in situ. Explorar las diferencias entre los distintos fluidos de perforación, las complicaciones de corte y las opciones de procesamiento revelará por qué la bomba EDDY es la más adecuada para el trabajo.

La bomba de Foucault está diseñada para mover lodos con un contenido de sólidos de hasta el 70-80 %, dependiendo del material. Se trata de una aplicación ideal para bombear recortes de perforación. Los recortes de perforación de las zarandas primarias suelen tener un 50% de sólidos y un 50% de líquidos. La bomba Eddy mueve estos fluidos de forma eficiente y, debido a la gran cámara de voluta y al diseño del rotor geométrico, el desgaste de la bomba es muy reducido, lo que garantiza una larga vida útil y unos costes de mantenimiento muy reducidos durante toda la vida útil de la bomba.

Las líneas de recirculación garantizan una mezcla homogénea de los recortes y el fluido de perforación residual. Las líneas son
La bomba está empotrada en un sumidero, lo que permite que el depósito quede relativamente limpio cuando se retiran los sólidos. La bomba Eddy está dimensionada para cargar una caja rodante en 10-12 minutos. La ventaja es que la manipulación de los recortes es más rápida, fácil y segura, y permite planificar previamente la carga, de modo que el trabajo del técnico de control de sólidos no se ve monopolizado por la carga de recortes. Aquí, en la imagen inferior, estamos cargando 4 contenedores de residuos que permitirán la retirada segura de los recortes sin temor a que se vuelque el depósito de recogida semicircular.

Sistema NOEX® o sistema de recirculación autoprimida

Antecedentes de las prospecciones petrolíferas

La industria de la perforación tiene sus raíces en la dinastía Han de China. Las mejoras en la potencia de las plataformas y el diseño de los equipos han permitido muchos avances en la forma de extraer petróleo crudo y gas natural del subsuelo. Las plataformas petrolíferas diésel/eléctricas ya pueden perforar pozos de más de 6 km de profundidad. El fluido de perforación, también llamado lodo de perforación, se utiliza para ayudar a transferir la suciedad o los recortes de perforación de la acción de la broca de perforación de nuevo a la superficie para su eliminación. Los recortes de perforación pueden variar de forma y tamaño en función de la formación o del diseño de la broca utilizada en el proceso.

Aplicaciones de bombas de petróleo y gas:

• Control de lodo para perforación
• Extracción de arena petrolífera
• Transporte/Eliminación de Esquejes de Perforación
• Cárteres de aceite
• Folleto web de petróleo y gas AQUÍ

NUEVOS métodos de transferencia de esquejes
Retire la excavadora con el sistema NOEX®

Bomba de recirculación autoprimera

Alimentado por diesel y montado en remolque

Acerca de la bomba y el depósito de recortes NOEX

El sistema de cortes NOEX® es un sistema automatizado de transferencia de cortes que se utiliza en plataformas de perforación para eliminar la necesidad de que una excavadora mueva manualmente los cortes del tanque de esquejes a un contenedor de basura o camión de volteo. Además, elimina la necesidad de un camión de vacío para eliminar el líquido del tanque. Este sistema está diseñado para tener las dimensiones óptimas para ser carga no permitida y también para que la altura y la longitud se optimicen para que quepan bajo cualquier configuración de agitador de plataforma de perforación.

El sistema NOEX® encaja debajo de los agitadores de esquisto y atrapa los cortes de perforación. Una vez que se llena hasta cierto punto, el sensor de nivel enciende automáticamente la bomba de lodo y abre la válvula de pellizco de recirculación. Los esquejes se recirculan o mezclan en el tanque para crear una mezcla más homogénea. Cuando el tanque se llena más alto con cortes, la válvula de pellizco de recirculación se cierra y los cortes se pueden bombear fuera del tanque y en camiones, tanques u otras unidades de eliminación. Se incluye una pluma de descarga adicional para girar fácilmente para llenar contenedores o camiones. Este tanque tiene múltiples puertos de succión que se pueden abrir junto con el tanque para poder succionar esquejes de cualquier parte del tanque de captura. Además, el sistema incluye cañones de chorro de agua para romper los esquejes apilados que no entran en la corriente de recirculación.

La bomba y el tanque NOEXCuttings®reemplazarán a las excavadoras para mejorar la seguridad y reducir el tiempo de transporte de lodo, cortes y fluidos de perforación. Llame para hablar sobre sus aplicaciones de lodo de perforación y le ayudamos a mejorar su eficiencia. Folleto de petróleo y gas PDF

La unidad está equipada con dos bombas para garantizar un tiempo de inactividad cero. Si la bomba primaria requiere servicio, simplemente cambie a la bomba secundaria y mantenga un tiempo de actividad constante.

Ventajas del sistema NOEX® VS transporte mecánico tradicional de lodos y esquejes de perforación.

• 100 veces más seguro
• 5 veces más rápido
• Elimina la necesidad de una excavadora o camión de vacío
• Simplicidad, impulsado por EDDY Pump
• Cargue un camión en 8-10 minutos VS 60 minutos con un sistema de excavadora
• Sin tiempo de inactividad – Diseño de bomba redundante
• Folleto de petróleo y gas PDF

Folleto de petróleo y gas

Equipos de control de sólidos utilizados en las operaciones de perforación

El equipo de control de sólidos, que incluye agitadores, hidrociclones y centrifugadoras, se utiliza para limpiar los recortes de perforación del fluido de perforación, lo que permite reutilizarlo y recircularlo. El circuito incluye la mezcla del fluido de perforación en los tanques de la plataforma.

El fluido de perforación se prepara para controlar la pérdida de fluido hacia la formación mediante la adición de productos químicos o agentes minerales. Se añade barita comercial u otros agentes de ponderación para controlar la presión hidrostática exudada en el fondo del pozo, que controla las presiones de formación impidiendo la intrusión de fluido o gas en el pozo.

El fluido se carga en bombas de lodo de alta presión que bombean el lodo de perforación por la sarta de perforación y lo expulsan a través de las boquillas de la broca limpiando el agujero y lubricando la broca para que ésta pueda cortar eficazmente la formación. La broca se enfría con el fluido y asciende por el espacio entre la tubería y el orificio, que se denomina espacio anular. El fluido imparte una capa fina y resistente en el interior del orificio para protegerlo contra la pérdida de fluido que puede provocar la adherencia diferencial.

El fluido asciende a través de los preventores de reventones y desciende por la línea de flujo hasta las zarandas vibratorias. Las zarandas vibratorias están equipadas con cribas finas que separan las partículas de corte de perforación de hasta 50-74 micras. La sal de mesa tiene unas 100 micras, por lo que se trata de recortes finos que se depositan en la media caña o en el depósito de recogida de recortes. El fluido de perforación se limpia aún más con los hidrociclones y las centrifugadoras y se bombea de nuevo a la zona de mezcla de los tanques de lodo, donde se repite el proceso.

Los recortes de perforación contienen una capa de fluido de perforación en su superficie. A medida que se reduce el tamaño de los recortes de perforación, la superficie se expande exponencialmente, lo que puede causar problemas de propiedades reológicas con el fluido. El fluido se deshidratará y puede volverse demasiado espeso o viscoso para bombearlo, por lo que el control de sólidos y la dilución son importantes para todo el proceso de perforación.

Opciones de tratamiento de recortes y fluidos de perforación

Las opciones varían en función de si la empresa planea ocuparse del tratamiento de los recortes de perforación in situ o transportar los materiales a un vertedero o instalación de procesamiento remotos. Si el plan es depositar los recortes en un vertedero o en un contenedor de almacenamiento a largo plazo, lo mejor es invertir en una bomba capaz de depositar el material directamente en vehículos de transporte. La mayoría de las operaciones de dragado dependen de múltiples y costosos camiones de vacío, bombas secundarias y equipos adicionales.

El uso de una bomba EDDY permitirá que un proyecto elimine la necesidad de excavadoras/operadores para cargar los recortes de perforación, reduciendo sustancialmente tanto los costes de mano de obra como de equipos pesados. La bomba EDDY también permite a la empresa eliminar los camiones de vacío que antes se utilizaban para limpiar el sistema de lodo para desplazar los fluidos. Dado que la bomba transfiere lodos de todo tipo a una presión y velocidad constantes a través de un sistema de prácticamente cualquier tamaño, apenas se necesita equipo adicional para la transferencia manual o la limpieza en el lugar de dragado.

Limitaciones de los métodos de procesamiento anteriores

La mayoría de las bombas de tratamiento de recortes de perforación y unidades de procesamiento que se utilizan actualmente requieren mucha energía y mantenimiento para manejar los materiales viscosos y abrasivos. Incluso las bombas agitadoras de lodo más avanzadas y otras alternativas funcionan relativamente despacio en comparación con la bomba EDDY.

La bomba EDDY puede llenar un camión en solo 10 minutos frente a una hora cuando se utilizan medios mecánicos tradicionales, como una excavadora. Por esta razón, tener una bomba EDDY reduce los costos y reemplaza otros equipos, al tiempo que ahorra tiempo.

La bomba de transferencia de lodos de perforación EDDY

Esta aplicación de la bomba de Foucault puede revolucionar el sector de la perforación. Trasladar la excavadora fuera del «patio trasero» (la zona situada detrás del equipo de perforación con respecto a la vivienda) facilitará la manipulación de los recortes. El transporte por carretera puede programarse más fácilmente durante las horas diurnas, lo que ahorra horas extraordinarias e incidencias de conducción fatigada. Las carretillas elevadoras de la plataforma pueden trasladar las cajas rodantes desde la zona de preparación hasta la zona de carga de las bombas. El operador puede ahorrar dinero en alquiler de excavadoras, daños y mantener al técnico que maneja el equipo de control de sólidos.

La bomba EDDY es ideal para aplicaciones de bombeo de lodos de perforación y puede conectarse directamente a los equipos de perforación para bombear el lodo de perforación a distancias superiores a una milla para su eliminación. Esto elimina la necesidad de costosos camiones aspiradores y también la mano de obra necesaria para mover mecánicamente el lodo de perforación. Las razones por las que la bomba EDDY es capaz de mover el lodo de perforación se deben al principio hidrodinámico que crea la bomba, que es similar a la corriente EDDY de un tornado. Este movimiento tornado permite la capacidad de bombeo de mayor viscosidad y gravedad específica. Esto, junto con la gran tolerancia entre la voluta y el rotor, permite que objetos grandes, como recortes de roca, pasen por la bomba sin obstrucción. La gran tolerancia de la bomba EDDY también permite que la bomba dure muchas veces más que las bombas centrífugas sin necesidad de tiempos de inactividad prolongados ni piezas de repuesto. La bomba EDDY es la bomba con el ciclo de vida total más bajo del mercado.

Imágenes del producto noex® cuttings tank

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Prueba de lodo de perforación EDDY

Conclusión

Para las plataformas petrolíferas en alta mar, el coste y el espacio de almacenamiento necesarios para acumular y eliminar constantemente el lodo de perforación suponen un enorme problema. Utilizando la bomba EDDY, el lodo de perforación podría bombearse directamente a recipientes de eliminación o tanques grandes, evitando la necesidad de almacenar el lodo en el sitio. La bomba EDDY podría entonces bombear directamente el lodo de perforación desde los tanques hasta los recipientes e incluso podría acoplarse a otra bomba EDDY que pudiera utilizarse para descargar el lodo de los recipientes. A lo largo de la operación, estos factores supondrán un importante ahorro de dinero y mano de obra tanto para las plataformas de perforación de petróleo y gas como para las empresas de eliminación de lodos.

Póngase en contacto con nosotros para obtener más información sobre el papel de la bomba EDDY en el manejo de cortes de perforación y otros lodos de alta viscosidad.  El tamaño compacto y el diseño patentado ahorran espacio en pozos de dragado con espacio limitado y reducen la huella de su equipo.